Question

【題目】草酸鈷用途廣泛，可用于指示劑和催化劑制備。一種利用水鈷礦［主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等］制取CoC2O4工藝流程如下：

已知：

①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；

②酸性條件下Co3+的氧化能力很強。

③部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

（1）浸出過程中加入Na2SO3的目的是將還原_________（填離子符號）。

（2）請用平衡移動原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+轉化成氫氧化物沉淀的原因是：___________________________________________。

（3）“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉化為MgF2、CaF2沉淀。當加入過量NaF后，所得濾液c(Mg2+)/ c (Ca2+)=______________________。【 已知：Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.00×10-10】

（4）已知：NH3·H2O+OH Kb=1.8×105；

H2C2O4H++ Ka1=5.4×102；

H++ Ka2=5.4×105。

所用(NH4)2C2O4溶液中離子濃度由大到小的順序為______________________。

（5）從萃后余液中制取CoC2O4·2H2O，需要進行的系列操作有蒸發濃縮、__________、過濾。

Answer 1

【答案】 Fe3+、Co3+ 溶液中存在平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入碳酸鈉后，H＋與CO32-反應，使水解平衡右移，從而產生沉淀 0.735 c()＞c()＞c(H+)＞c()＞c(OH) 冷卻結晶

【解析】考查化學工藝流程，（1）根據水鈷礦的成分，且Fe3＋和Co3＋具有強氧化性，因此加入Na2SO3目的還原Co3＋和Fe3＋；（2）溶液中存在平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入碳酸鈉后，H＋與CO32-反應，使水解平衡右移，從而產生沉淀；（3）=7.35×10－11/1.00×10－10=0.735；（4）電離平衡常數Ka1>Ka2>Kb，說明NH4＋的水解程度大于C2O42－的水解程度，溶液應顯酸性，鹽類水解程度微弱，根據化學式，c(NH4＋)最多，因此離子濃度大小順序是c(NH4＋)>c(C2O42－)>c(H＋)>c(HC2O4－)>c(OH－)；（5）制取CoC2O4·2H2O，需要進行的操作時蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。